减速器课程设计(带重要体会及建议)

1设计任务

适用专业：机械制造及其自动化

学分数：3

学时数：3周

一、课程设计的性质、目的和任务

课程设计是继《机械设计》课程后的一个重要实践教学环节，其主要目的是培养学生综合御用先修课程的理论和生产实践知识进行设计、计算和绘图的能力。通过本课程的训练要求学生达到：掌握通用机械零件、机械传动装置和简单机械的一般设计方法，提高设计能力和分析解决问题的能力；具有运用设计资料（手册、标准、规范、图册等）、经验估算和强度校验进行机械设计的技能；为后续的专业设备设计、复杂机械的设计以及毕业设计打下必要的基础。

二、课程设计要求

（一）本课程要求学生完成以下工作：

1.两级减速器（或等效工作量的其他装置）装配图一张；

2.零件工作图两张（由设计老师在设计中指定）；

3.设计说明书一份（约6000字和必要的插图）。

（二）对设计图纸的要求：

1.图幅和相关标注等要符合机械制图国家标准；

2.结构图合理、清晰、明了；

3.技术条件完整和标题栏填写完整；

4.图面布局合理、整洁、美观；

5.折叠规范。

（三）对设计说明书的要求：

1.封面和内容格式都要符合课程设计指导书上所提的要求；

2.设计、计算、校核内容都要正确、完整、简明；

3.插图规范、字迹工整；

4.装订规范、牢固。

三、设计提交内容和时间安排：3周

1．课程设计题目：二级减速器的设计

2．课程设计主要内容

（1）传动装置转配图1张（0号或1号图纸）；

（2）零件图2~3张（3号图）；

（3）设计计算说明书1份。

3.学生安排

四、课程设计考核方法及成绩评定

●对学生评分按五个等级进行：优，良，中，及格，不及格。

●对课程设计考评按三项内容进行，所占比例为：

图样部分及说明书40%

答辩40%

出勤20%

1.已知条件：

（1）卷筒受力2.8KN，卷筒转速

v 1.4s

m/,卷筒直径D=350mm；

（2）卷筒效率ηf＝0.96；工作情况单向转速，单向转动，有轻微振动，经常满载，空载启动，两班制；

（3）使用寿命10年，每年300天，每天8小时；

2传动系统方案的拟定

2.1方案简图和简要说明

1设计要求： 1

2345编写设计说明书； 2. 已知条件：

（1） 卷筒受力2.8KN ，卷筒转速 （2） =v 1.4s m /,卷筒直径D=350mm ； （3） 卷筒效率f n ＝0.96；工作情况单

（4） 向转速，单向转动，有轻微振动， （5） 经常满载，空载启动，两班制；

（6） 使用寿命 10年，每年300天，每天8小时；

2.2电动机选择

一、电动机的选择：

1） 输送机主轴效率功率：w P =

1000FV

=3.92KW 2） 输送机主轴转速：D

V n π1000

60w ??==76 r/min

3） 传动装置总效率：

① 选取 弹性柱销联轴器效率：

弹性联轴器1效率9.901=η 弹性联轴器2效率：9.902=η 圆柱斜齿轮效率：7.903=η

轴承效率：9.904=η 滚筒效率：6.905=η ② 总效率：

=η5342321ηηηηη=6.909.907.909.909.9032????

=0.86

4) 电动机输出功率： 5) 计算传动装置总传动比w

m

n n i =

d P =η

w

P =4.56KW

二、分配传动比：

由于第一种方案1.105.1/21<=i i 不符合要求，舍去。而第二组5.127.1/1.121<=

三、传动装置的运动和动力参数计算：

1. 计算各轴转速：

电动机轴为0轴，减速器高速轴为1轴，中间轴为2轴，低速轴为3轴，则各轴转速为

0n =m n =960min r 1n =0n =960 m in r 2n =

11i n =01

.4960=240min r 3n =

22i n =16

.3240=76 m in r 2. 各输出轴功率

按电动机额定功率ed P 计算各轴输入功率，即

0P =ed P =5.5kw

1P =0P 1η=5.45 kw

2P =1P 2η3η=5.23kw 3P =2P 2η3η=5.02 kw

3. 各轴的转矩

0T =

009550n P =9605

.59550?=54.7 m N ? 1T =

119550n P 1

=96045

.59550?=54.22 m N ? 2T =

229550n P 2=

240

23

.59550?=208.11 m N ? 3T =

339550n P =76

02

.59550?=630.8m N ?

3传动零件的设计计算

3.1齿轮传动的主要参数和几何参数计算

齿轮的设计：

1. 高速齿轮传动设计

（1）选择材料、精度及参数

小齿轮：40Cr ，调质，HB 1=280 大齿轮：45钢，调质，HB 2=240

精度等级：选7级（GB10095——88）

试选齿数小齿轮齿数 =1Z 24

大齿轮齿数 =2Z =?244.0196.24 取96 所以 =2Z 96

（2）按齿面接触强度设计

由设计计算公式进行试算 ，即

t d 1≥

[]3

2

11·2???

?

??+H E

H d t Z Z u u T K σφαε 1）确定公式各计算数值

① 试选载荷系数t K =1.6。选取螺旋角 14=β ② 由图10—3选取区域系数H Z =2.433 ③ 由表10-26查得1αε=0.78， 2αε=0.91 ,则 1αε+2αε=1.69 ④许用接触应力[]H σ=[][]2

2

1H H σσ+

[]1H σ=

S KHN Lim 11σ，[]2H σ=S

KHN Lim 2

2σ ⑤ 由表10-21d 得小齿轮的接触疲劳强度极限=1Lim σ600MPa 大齿轮的解除疲劳强度极限=2Lim σ550MPa ⑥由表10-6查得材料的弹性影响系数E Z ＝189.8 2

1

MPa

⑦ 由式10-13计算应力循环次数

1N =601n j h L ＝60×960×1×（2×8×300×10）＝2.76×109 2N =2.76×109/4=6.9×108

⑧ 由图10-19取接触疲劳寿命系数1HN K =0.89，2HN K =0.94 ⑨ 计算接触疲劳许用应力

取失效概率1%，安全系数S =1，得

[]1H σ=0.89×600 MPa =534MPa []2H σ=0.94×550 MPa

=517 MPa

则 []H σ=[][]2

2

1H H σσ+=525.5 MPa

2. 计算

① 试算小齿轮分度圆直径t d 1，带入[]H σ中较小的值

t d 1≥3

2

35.5258.189433.241469.11103.546.12??

? ???+?????=46.26mm

② 计算圆周速度 V =

1000

601

1?n d t π=

1000

60960

26.46???π=2.3s m /

③ 计算齿宽b 。

b =d Φ×t d 1=126.4626.46=? mm ④ 计算齿宽与齿高之比

h

b 模数 nt m =11cos z d t β=24

14cos 26.46

=1.87 mm

齿高 h =2.25 tn m =2.25×1.87=4.2 mm

h b =2

.426.46=11 ⑤ 计算载荷系数K 。

根据V =2.3 s m /，7级精度，由图10-8查得动载荷系数V K =1.09； 斜齿轮，αH K =αF K =1.4; 由表10-2查得使用系数A K =1；

由表10-4用插值法查得小齿轮相对轴承非对称布置时，βH K 的 值与直齿轮相同，由

h

b

=11 查得 βH K =1.418 计算纵向重合度βε=0.318×βφtan 1Z d =0.318×1×24× 14tan =1.903

查图10-13得βF K =1.325；故动载荷系数

K =A K V K αH K βH K =1×1.09×1.4×1.418=2.16 ⑥ 按实际得载荷系数校正所算得的分度圆直径

1d =t d 1

3

t

K K

=46.2636.116.2=51.13mm

⑦计算模数m 。

m =1114cos z d =2414

cos 13.51

=2.07mm

3. 按齿根弯曲强度设计。

弯曲强度公式为

m ≥

[]

3

2121)(

cos 2F Sa

Fa d Y Y z Y KT σφα

βεβ 1). 确定公式内的各计算数值

① 计算载荷系数：K=A K V K αF K βF K =1×1.09×1.4×1.325=2.02

② 根据纵向重合度 βε=0.318，从图10-28查得螺旋角影响系数βY =0.88 ③ 计算当量齿数：1v Z =

β31cos Z =

14

cos 243=26.27 2v Z =

β32cos Z =

14

cos 96

3=105.09 ④ 查取齿形系数（插值法）

由表10－5查得， 1Fa Y =2.592 2Fa Y =2.180 ⑤ 查取应力校正系数（插值法）

由表10－5查得，1Sa Y =1.591；2Sa Y =1.810

⑥由表10-20c 得小齿轮的接触疲劳强度极限=1FE σ500MPa 大齿轮的解除疲劳强度极限=2FE σ380MPa